Staalvezel voor vuurvaste gietstukken: smeltextractie, kwaliteiten en thermische schokken

Artikel

15 juni 2016

Vuurvaste vezels en structurele vezels zijn verschillende producten, van basismateriaal tot vorm. Het gebruik van gehaakte structurele vezels in een gietstuk is de meest voorkomende en duurste fout in deze categorie.

Vuurvaste vezels en structurele vezels zijn verschillende producten

Het laten vallen van gehaakte structurele vezels in een vuurvast gietstuk is de meest voorkomende en duurste fout in deze categorie. Structuurvezels bereiken een temperatuur van ongeveer 300 tot 400 C; daarboven valt de sterkte weg en falen coatings. Vuurvaste gietstukken werken bij 800 tot 1400 C en de bekleding moet ook snel worden opgewarmd en afgekoeld. Vuurvaste vezels verschillen qua materiaal, qua vorm en qua vorm: de basis is van roestvrij staal, het proces is smeltextractie en de vorm is een onregelmatig driedimensionaal cluster. Het doel is niet de treksterkte, maar het weerstaan ​​van oxidatie en stofvorming bij temperatuur, terwijl het in elkaar grijpend is met het gietbare materiaal.

Smeltextractie: waarom onregelmatige 3D-vormen beter verankeren

Bij smeltextractie wordt gesmolten roestvrij staal met hoge snelheidslucht of een draaiend wiel naar buiten geslingerd en tijdens de vlucht tot vezels gekoeld. Er is geen sprake van tekening, waardoor de vorm onregelmatig is: gebogen, soms vertakt, variërend in dikte. Die onregelmatigheid zorgt voor een echte driedimensionale verbinding in het gietbare materiaal, in plaats van de pure wrijving van een rechte draad. In vergelijkende tests verhoogt uit de smelt geëxtraheerde vezel de breukmodulus merkbaar meer dan rechte vezels bij gelijke dosering, en de reden is de verankeringsgeometrie. Dispersie is het tweede voordeel: uit de smelt geëxtraheerde vezels scheiden zich af bij droog of nat mengen en hechten zich aan het gietbare materiaal zonder holtes achter te laten, en een holte in een voering is waar het afbrokkelen begint.

304, 310S en 446: temperatuur bepaalt de kwaliteit

Drie graden bestrijken drie temperatuurbanden en dit is de eerste beslissing. 304 is de standaardkwaliteit voor continu gebruik tot 650 C; 310S, ook verkocht als 2520, dekt middelmatige en hoge temperaturen tot 1200 C; 446 is de kwaliteit die bestand is tegen oxidatie bij hoge temperaturen tot 1400 C. Als u een te lage waarde kiest, oxideert de vezel, verliest hij zijn doorsnede en beschadigt de voering vroegtijdig; Kies te hoog en de kosten zijn verspild. De vraag is niet het maximum van de oven, maar de langetermijntemperatuur van de laag waarin de vezel zit. Een voering heeft een gradiënt, met 1400 C aan de hete kant en misschien 800 C aan de achterkant, dus de twee lagen kunnen verschillende kwaliteiten gebruiken.

Thermische schok: Twintig waterdovingen vanaf 1000 C

Tachtig procent van de vuurvaste defecten wordt niet verbrand, maar uiteen geschud door snelle verhitting en afkoeling. De waarde van staalvezels bij thermische schokken is het tegengaan van de groei van scheuren: nadat de matrix is ​​gescheurd, overbrugt de vezel de scheur, houdt de breedte klein en voorkomt afbrokkelen. De maatstaf is cycli, twintig keer afgeschrikt van 1000 C in water, zonder te barsten of af te spatten. Die test zegt meer over de levensduur dan over de breukmodulus, omdat een uitschakeling sneller afkoelt dan een opwarming.

Dosering volgt het voeringsysteem, geen generieke kg/m3

Constructief beton heeft een werkbereik van 30 tot 80 kg/m3; vuurvaste gietstukken niet. De dosering is afhankelijk van de sortering van het aggregaat, de vraag naar water, de plaatsingsmethode (gieten, rammen, spuiten) en de dikte van de bekleding, en ligt doorgaans tussen 0,5% en 2% per volume. Te veel en de werkbaarheid stort in, de bemanning voegt water toe, en toegevoegd water vernietigt de vuurvastheid. Dat is de meest voorkomende veldfout bij dit product. Het juiste proces is dat de leverancier van vuurvaste materialen het mengselontwerp afgeeft en dat de vezelproducent er tegenaan levert, waarbij beide vanuit één technische overeenkomst werken.

Explosief spatten: waarom vezels het verminderen

Bij de eerste opwarming verandert het water in het gietstuk in stoom, en als het niet kan ontsnappen, splijt de druk de voering. Staalvezels helpen door verbonden paden voor damp te bieden en door scheuren te overbruggen, zodat deze geleidelijk opengaan, waardoor een barst in een scheur verandert. Voor dikke bekledingen en natte gietstukken met een laag cementgehalte is dit belangrijker dan de sterktewinst. Sommige mengsels voegen ook organische vezels toe met een smeltpunt van bijna 165 C, die vroeg uitbranden en ventilatiekanalen achterlaten, als aanvulling op de staalvezel. Daarom komen er vaak twee vezeltypen in één vuurvast recept voor.

Het smalle venster van 0,5 tot 2 procent in gietstukken

Staalvezels worden in vuurvast gietbaar materiaal gebruikt om het afbrokkelen door thermische schokken te weerstaan, en niet om de koudesterkte te verhogen. Daarom is het doseringsvenster smal: 0,5 tot 2 volumeprocent, waarbij de meeste toepassingen dichtbij de 1 procent liggen. Onder de 0,5 procent zijn er te weinig vezels in een scheurvlak om deze te overbruggen. Boven de 2 procent interfereren de vezels tijdens het mengen, de verwerkbaarheid neemt af en trillingen veroorzaken oriëntatielagen die zwakke vlakken tussen de lagen achterlaten. De vezellengte is afhankelijk van de maximale totale grootte, normaal gesproken minstens drie keer die grootte, anders blokkeert het aggregaat de vezel en vormt zich geen continu netwerk; maar voorbij 40 mm bezinkt de vezel tijdens trillingen. De mengvolgorde veroorzaakt meer mislukkingen dan de dosering. Meng het poeder en de vezels gedurende twee tot drie minuten droog, zodat de vezels in het poeder dispergeren, en voeg vervolgens water toe; nooit eerst water toevoegen en daarna vezels strooien, dat blijft altijd bollen. De uitdroogcurve bepaalt de uitkomst: op 150 graden Celsius houden om vrij water af te voeren, op 350 graden Celsius houden om chemisch gebonden water af te drijven, en pas dan boven de 600 graden Celsius klimmen naar de gebruikstemperatuur, waarbij de tijd bij elke stap wordt geschaald naar dikte. De hitte is te snel en de interne stoomdruk kan nergens heen, het oppervlak spat uiteen, en dat is het enige defect dat glasvezel niet kan redden. De kwaliteit volgt de oven: 304 onder 650 graden Celsius, 310S boven 1000 en 446 alleen voor ovenzones rond 1400.

Drie vragen die u aan een leverancier kunt stellen

Drie vragen filteren de meeste leveranciers van vuurvaste vezels. Ten eerste is er de basiskwaliteit 304, 310S of 446 en is er een materiaalcertificaat beschikbaar. Ten tweede, wat zijn de werkelijke diameter- en lengtebereiken, doorgaans 0,3 tot 0,5 mm diameter en 15 tot 20 mm lengte, en kunnen ze op voeringdikte worden gesneden? Ten derde: zijn er gegevens over de thermische schokcyclus? Voor klasse- en temperatuurclassificaties vermeldt het vuurvaste gedeelte van de staalvezelproductpagina 304, 310S, 446 en 430 met temperatuur- en thermische schokgegevens, die rechtstreeks als technische bijlage bij de aanvraag kunnen worden gevoegd.